швидкості теплоносія (Re <105, ламінарний плин) в умовах обертового диска потік компонентів стали в рідкий метал J пропорційний v0, 5, де v - швидкість теплоносія на краю диска [6-8]. При більш високому значенні Re відбувається турбулізація потоку теплоносія і J збільшується. При взаємодії заліза зі сплавом РЬ - 2,25% мас. Mg таке явище виявлено при Re=2,5? 105 (v=1,3 м / с, 650 ° C) і початок переходу на кінетичну стадію (відсутність залежності J від v, процес визначається взаємодією на поверхні заліза) при v? 2 м / с [8]. Глибокі лінії струму (можливо ерозійного характеру) на поверхні обертового нікелевого зразка в розплаві вісмуту при 500 ° С також спостерігали при швидкостях порядку 2 м / с [8].
Найбільш поширеною причиною ерозії конструкційного матеріалу може бути кавітація. Початок кавітації в натрії по шумовому ефекту в роботі [9] виявили при Re=3? 105 (можливо шумовий ефект створювався турбулентним потоком).
Швидкість потоку рідини, оточуючої перешкода в гідравлічному тракті контуру, при якій настає кавітація, можна оцінити з урахуванням співвідношення Бернуллі [10]. Тиск в потоці рідини виражається залежністю:
, 1.1
де: РГ - гідростатичний тиск; v?- Швидкість набігаючого потоку; v - швидкість потоку в розглянутій точці.
Кавітація проявляється при швидкості потоку v=vK яка відповідає тиску в потоці рідини близькому до нуля, т.eP? 0. Тому отримаємо:
, 1.2
Наші оцінки по цій залежності показують, що для отримання кавітації в свинцевому теплоносії, що знаходиться під гідростатичним тиском 0,1 МПа, швидкість потоку в критичній точці повинна бути приблизно 4,5 м / с при швидкості потоку, що набігає меншою 1 м / с. При v?=2м / с для розглянутого випадку vK=5м / с. Отриманий результат відповідає даним [11], де зазначалося початок кавітації на циліндричній поверхні обертового диска при швидкості на поверхні щодо розплаву свинцю рівний 4,5 м / с.
Механізм руйнування бульбашок пари розглянуто в роботі [12] і його дія в рідких металах в роботі [13]. Дано експериментальні результати і порівняння кавитационного впливу на метали при 816 ° С і при 265 ° С, порівняння експериментальних результатів з теоретично розрахованими в [12]. Метали, випробовувані в сплаві свинець-вісмут, піддавалися більшого руйнування при 816 ° С, ніж при 265 ° С. Однак у літії руйнування при 816 ° С було в основному на порядок величини менше, ніж при 265 ° С, завдяки, в першу чергу, «термодинамічним ефектам». Це також важливо в рідких металах, таких як Na в результаті дії парів рідини, яке стає значним при більш високих температурах. Коли кавитационні бульбашки коллапсируют (схлопиваются), тепло конденсації пари всередині бульбашок має бути передано в навколишній потік. Якщо це відбувається недостатньо швидко, як може бути у випадку з підвищеною щільністю парів при підвищеній температурі, температура і тиск неконденсованих парів зростають, затримуючи загибель бульбашок і зменшуючи тиск схлопивающіхся бульбашок і руйнування.
В [12] розглянули як термодинамічний, так і інерційний фактори в загибелі бульбашок, визначивши безрозмірний параметр Beff, який характеризує інерційний контроль процесу або тепло-переносний. В останньому випадку говорять, що діє «термодинамічний ефект».
Для розглянутої задач...
